内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器I．水力学特征及其影响因素

在鼓泡塔式(BC)和气升式内循环(IAL)生物反应器的基础上,于内循环导流管中间安装了蜂窝陶瓷载体,构成了带有蜂窝陶瓷载体的气升式内循环(IAL-CHS)生物反应器.用示踪技术测定了流体在BC、IAL和IAL-CHS反应器内的停留时间分布,并用组合模型建立了描述反应器中流体停留时间分布的数学模型.比较研究了这3种形式的生物反应器的水力学特性,探讨了曝气量对停留时间分布的影响.结果表明,相同条件下,相比BC和IAL,IAL-CHS生物反应器提高了反应器内完全混合区的比例,减少了流体走旁路的比例.曝气量越大,完全混合区越大,而流体走旁路的比例越小.

内置蜂窝陶瓷的气升式内循环生物反应器Ⅱ.固定化Achromobacter sp.降解氯酚和苯酚

蜂窝陶瓷固定化细胞气升式内循环生物反应器(IAL—CHS)降解氯酚和苯酚。对该反应器进行了批式和连续流降解实验，固定于陶瓷载体上的微生物经过短时间适应后，能有效地降解氯酚和苯酚，表现出较好的稳定性和抵抗冲击负荷性能，在350h的连续流处理过程中，氯酚的降解率越来越高，达到98％以上。

蜂窝陶瓷固定化细胞气升式内循环生物反应器的水力学特性

在鼓泡塔式 (BubbleColumns ,BC)和气升式循环 (AirliftLoop ,AL)生物反应器基础上 ,于内循环管中加装蜂窝陶瓷载体 ,开发出蜂窝陶瓷固定化细胞的气升式内循环生物反应器 (InternalAirliftLoopBioreactorwithCellsImmobilizedontoCeramicHoneycombSupport,IALBR CICHS) .采用示踪技术通过测定反应器的水力停留时间分布来考察上述 3种反应器的有效工作体积和反应器内走旁路流体的比例 .实验和理论分析表明 ,IALBR CICHS可大大提高反应器的有效工作体积 ,减少流体走旁路的比例 .

气升式浆态床外环流反应器流体力学性能研究

针对气含率和浆液循环流速两个关键流体力学参数,系统研究了气升式浆态床外环流反应器的流体力学特性,掌握了气含率与浆液循环流速的变化规律。验证了体积膨胀法、压差法和电导探针法测量气含率的方法准确性。研究了气体分布器结构对气升式浆态床外环流反应器流体力学特性的影响,结果表明开孔向下双环管分布器的综合性能最优。气含率与浆液循环液速之间存在线性关系,建立了预测浆液循环流速的计算式,计算误差基本小于20%。

内置筛板外循环气升式生物反应器中液相循环时间的研究

在上升管与下降管直径之比为６．６，罐体高径比为２．９的内置筛板外循环气升式生物反应器内，以羧甲基纤维钠水溶液为模拟介质，测定了反应器内液相循环时间与操作参数的关系，用均匀设计考察了操作参数对液相循环时间的影响程度，结果表明介质粘度对循环时间影响最大。

外循环气升式生物反应器气含率及其用于井冈霉素发酵的研究

对外循环气升式生物反应器的气含率进行了试验研究 ,得出了气含率与操作条件之间的关联式。在此基础上 ,进行了井冈霉素发酵试验 ,并与 10 L 机械搅拌生物反应器进行了比较 ,实验结果表明 :当外循环气升式生物反应器的空气喷嘴直径为 1.5和 3.0 mm时 ,井冈霉素的发酵效价分别为 19975和 1895 0 u/ml,而 10 L机械搅拌生物反应器的井冈霉素发酵效价为 196 30 u/ ml。因此 ,将气升式生物反应器应用于井冈霉素的发酵是一项值得研究的工作。

内循环气升式生物反应器培养甘草细胞

自行设计研制了７Ｌ，９Ｌ及２５Ｌ内循环气升式生物反应器，并应用于甘草细胞的放大培养研究。在接种量为８％（Ｗ／Ｖ）通气率为０．２—０．２５ｖｖｍ的条件下，甘草细胞在反应器中生长迅速。其中在９Ｌ反应器中生长最好，最高生物量达１６．２５ｇ／Ｌ，生长速率达０．９ｇ／Ｌ．ｄ，均高于摇瓶培养。培养过程中ｐＨ值、溶氧状况通过电极自动显示记录，说明设计的气升式生物反应器适合于甘草细胞的大规模培养。

气升循环分体式膜生物反应器再生回用厕所污水的研究

研究了分体浸没式膜生物反应器及其应用于厕所污水的再生回用 .试验结果表明 ,在入水浓度COD440～970mg/L、BOD53 0 7～ 61 2mg/L、NH3 N 5 9～ 1 1 1mg/L的情况下 ,出水水质稳定 ,平均COD <47mg/L、BOD5<8 5mg/L、NH3 N <2 0mg/L ,处理水质达到建设部颁布的生活杂用水回用标准 .研究了动力学参数污泥负荷、容积负荷和HRT对出水COD的影响 ,确定本试验较佳的污泥负荷和容积负荷分别为 0 1kg/(kg·d)和 1kg/(m3·d) ,HRT为 7～ 8h .本文对污泥浓度。

气升式内循环接触氧化生物反应器处理啤酒废水的研究

在接触氧化法处理啤酒废水的基础上 ,增加内循环装置 ,并与无内循环接触氧化法进行比较研究。分别用间歇处理废水的方法考察了这两种情况下废水CODCr的降解速率和去除率。并在此基础上进行了 90多天的连续运行 ,取得了较好的效果。结果表明 ,增加内循环装置 ,可以强化气 -液传质 。

气升式循环反应器生物载体的选择

采用气升式循环反应器处理污水,对炉渣、焦炭和塑料颗粒进行载体试验比较。结果表明,炉渣和焦炭可以作为所选择的生物膜载体。

气升循环分体式膜生物反应器污水处理与回用技术

介绍了一种新型膜生物反应器———气升循环分体式膜生物反应器污水处理和再生回用技术。该技术膜单元和生物单元分置 ,生物单元和膜单元间的水力循环利用气升动力 ,无需循环水泵 ,系统具有维护方便、运行能耗低和建设投资省等特点。采用该技术处理生活污水和厕所污水 ,处理水质可达到建设部颁布的《生活杂用水水质标准》(CJ2 5 1 89)。给出了该技术处理生活污水和厕所污水的工程建设投资指标、水处理成本和水处理能耗指标 ,处理能耗 0 6～ 0 8kWh/m3 。该新型膜生物反应器污水再生回用技术具有良好的市场应用前景 ,技术经济可行。

气升式内循环蜂窝陶瓷反应器降解2,4-二氯酚的研究

从以 2 ,4 二氯酚 (2 ,4 DCP)长期驯化的好氧活性污泥中分离出一株以 2 ,4 DCP为唯一碳源的菌种 ,将这种菌固定在气升式内循环蜂窝陶瓷反应器内 ,研究了此反应器在半连续流运行时 ,对 2 ,4 DCP单基质及其与苯酚共基质时对污染物的降解情况及降解动力学 .结果表明 ,2 ,4 DCP单基质时 ,反应器对氯酚的去除效果随着实验次数的增加而加快 ;2 ,4 DCP与苯酚共基质时 ,苯酚的降解速率随着半连续流实验次数的增加而加快 ,而氯酚的降解速率则表现出下降的趋势 .此外 ,还研究了此反应器在连续流运行时对 2 ,4 DCP的降解 ,水力停留时间为6h ,进水 2 ,4 DCP浓度为 6 9～ 1 0 2 4mg/L ,系统稳定状态对 2 ,4 DCP平均去除率为 96 5 % .运行中间断性以乙酸钠和蛋白胨作碳源替代 2 ,4 DCP 。

带内件外循环气升式生物反应器的气含率

在上升管与下降管直径之比为6.6、罐体高径比为2.9的带内件外循环气升式生物反应器内,以羧甲基纤维素钠水溶液为模拟介质,测定了反应器内气含率与操作参数的关系,用均匀设计考察了操作参数对气含率的影响程度,结果表明通风量是影响反应器气含率的最关键因素。

带内件外循环气升式生物反应器氧传递的研究

考察了操作、物性和结构参数对外循环气升式生物反应器氧传递性能的影响，指出了影响体积氧传递系数的关键因素。结果表明，在气升式生物反应器上升管中加置内件可以有效地促进气泡的分散，改善气液两相的混合，强化氧传递过程。

外循环气升式生物反应器中酯酶生产及应用

采用海藻酸钙凝胶包埋法固定根霉(Rhizopus sp.F-16)细胞,在外循环气升式生物反应器(工作体积为10L,高径比为2.9)中发酵生产酯酶.与游离细胞发酵相比,固定化细胞具有发酵时间短、产酶活力高等优点,其最适通气量为0.70m3/h,最适装液量为8.75L,发酵48h时酯酶活力达41.6U/g细胞.固定化细胞的适宜作用pH为8.0～9.0,适宜作用温度为45～50℃,其酸碱稳定性和热稳定性均比游离细胞明显增强.该固定化细胞可直接用于选择性水解外消旋乳酸乙酯生成D-乳酸,当底物的质量浓度为150g/L,反应时间为3h时乳酸乙酯的水解率达43.9%,D-乳酸的光学纯度达95.7%.固定化细胞性状稳定,可重复利用,连续降解6批乳酸乙酯的平均水解率为43.3%,D-乳酸的光学纯度平均为95.4%.

鼓泡塔和内循环气升式生物反应器混合特性比较

用脉冲示踪法测试了鼓泡塔和内循环气升式生物反应器的停留时间分布,对其流动混合特性作了比较研究.结果表明,内循环气升式生物反应器停留时间分布得到改善,强化了气液传质,有更好的混合效果,提高了反应效率.多参数模型较单参数模型能显著地反映出两种反应器的混合特性及其差别,移位对数正态分布函数模型对实验值的吻合程度优于组合模型.

气升式循环反应器不同生物载体的试验探讨

在气升式循环反应器处理污水中 ,对炉渣、焦炭和塑料颗粒进行载体试验比较 ,认为炉渣和焦炭可以作为所选择的生物膜载体 .

气升式内循环竹丝填料生物反应器处理二级尾水实验研究

采用气升式内循环竹丝填料生物反应器处理污水处理厂二级尾水,考察了对COD、TN、NH4^＋-N、NO3^-N和NO2^-N去除能力及其除污特性。结果表明,该反应器对二级尾水中COD、TN、NH4^＋-N、NO3^-N和NO2^-N去除率分别为78.95%～88.89%、66.58%～75.23%、50.96%～66.43%、75.56～85.57%和85.30%～87.79%,其出水TN、NH4^＋-N含量和COD远低于GB 18918-2002的一级A标准。从生物相分析和红外光谱图分析认为,竹丝填料非常适合于二级尾水的深度处理。

微压气升循环流反应器与完全混合式反应器运行效果及微生物种群结构比较

微压气升循环流反应器(MP-ALR)是在完全混合式反应器(CMR)基础上开发的一种新型污水处理装置。对比研究了MP-ALR和CMR对COD和氨氮的去除效果,并分析了微生物的种群变化和相似性。结果表明,MP-ALR对COD与氨氮的去除效果比CMR更强,抗有机负荷冲击的能力也更强,更适合高浓度有机工业废水的处理。变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析表明,MP-ALR和CMR微生物种群结构差异较大,第91、103、116、124个周期末,MP-ALR内的微生物种群数均小于CMR。进一步聚类分析表明,MP-ALR和CMR内的种群均呈现出了逐渐演替的过程,且MP-ALR的演替程度大于CMR。

固定化藻菌小球在气升式内循环反应器内脱氮除磷的研究

将蛋白核小球藻和活性污泥包埋于聚乙烯醇中制成藻菌小球,用于气升式内循环反应器处理模拟生活污水中氮磷的研究．结果表明,在室温、光照度为3 500-4 500 lx、水力停留时间为12 h情况下,固定化小球的填充量影响着反应器效率的提高．运行初,氮、磷的去除率随着填充率的增加而增加,但随着运行时间延长,填充率为10％时对氮、磷去除率均高于填充率为5％、20％时的去除率．包埋于小球中的最初藻和活性污泥的量影响其对污水中氮磷的去除效果．在藻细胞数量一定下,包埋活性污泥的量越少,去除效果越好。固定化小球对氮、磷的去除率还与系统中的有机负荷量有关,有机负荷量每增加约94 mg/L,氮、磷的去除率就增加12％-21％．